Question

【題目】新型電池在飛速發展的信息技術中發揮著越來越重要的作用。Li2FeSiO4是極具發展潛力的新型鋰離子電池電極材料，在蘋果的幾款最新型的產品中已經有了一定程度的應用。其中一種制備Li2FeSiO4的方法為：固相法：2Li2SiO3+FeSO4Li2FeSiO4+Li2SO4+SiO2

某學習小組按如下實驗流程制備Li2FeSiO4并測定所得產品中Li2FeSiO4的含量。

實驗(一)制備流程：

實驗(二)Li2FeSiO4含量測定：

從儀器B中取20.00mL溶液至錐形瓶中，另取0.2000mol·Lˉ1的酸性KMnO4標準溶液裝入儀器C中，用氧化還原滴定法測定Fe2+含量。相關反應為：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，雜質不與酸性KMnO4標準溶液反應。經4次滴定，每次消耗KMnO4溶液的體積如下：

實驗序號	1	2	3	4
消耗KMnO4溶液體積	20.00mL	19.98mL	21.38mL	20.02mL

（1）實驗(二)中的儀器名稱：儀器B__，儀器C__。

（2）制備Li2FeSiO4時必須在惰性氣體氛圍中進行，其原因是__。

（3）操作Ⅱ的步驟__，在操作Ⅰ時，所需用到的玻璃儀器中，除了普通漏斗、燒杯外，還需__。

（4）還原劑A可用SO2，寫出該反應的離子方程式__，此時后續處理的主要目的是__。

（5）滴定終點時現象為__；根據滴定結果，可確定產品中Li2FeSiO4的質量分數為_。

Answer 1

【答案】100mL容量瓶 酸式滴定管 防止Fe2+被氧化 蒸發濃縮、降溫結晶 玻璃棒 2Fe3++2H2O+SO2= SO42-+2Fe2++4H+ 除去過量的SO2，以免影響Fe2+的測定 溶液變為淺紅色，且半分鐘內不變色 81%

【解析】

（1）實驗(二)中，儀器B在配制100mL溶液時定容；滴定實驗用滴定管；

（2）Fe2+易被氧化；

（3）操作Ⅱ是從硫酸亞鐵溶液中獲得硫酸亞鐵晶體；操作Ⅰ是過濾，根據過濾裝置回答；

（4）還原劑SO2的作用是把Fe3+還原為Fe2+；SO2能被高錳酸鉀氧化；

（5）滴定終點時，滴入的最后一滴高錳酸鉀溶于剩余；根據MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O計算Li2FeSiO4的質量分數。

（1）實驗(二)中，儀器B在配制100mL溶液時定容，儀器B的名稱是100mL容量瓶；滴定實驗用滴定管，高錳酸鉀溶液盛裝在酸式滴定管中，儀器C是酸式滴定管；

（2）Fe2+易被氧化為Fe3+，所以實驗制備Li2FeSiO4時在惰性氣體氛圍中進行；

（3）操作Ⅱ是從硫酸亞鐵溶液中獲得硫酸亞鐵晶體，操作Ⅱ的步驟蒸發結晶；操作Ⅰ是過濾，根據過濾裝置，需用到的玻璃儀器中，除了普通漏斗、燒杯外，還需玻璃棒；

（4）還原劑SO2的作用是把Fe3+還原為Fe2+，根據得失電子守恒配平反應方程式是2Fe3++2H2O+SO2= SO42-+2Fe2++4H+；

（4）SO2具有還原性，能被高錳酸鉀氧化，后續處理是除去過量的SO2，以免影響Fe2+的測定；

（5）滴定終點時，滴入的最后一滴高錳酸鉀溶于剩余，現象為溶液變為淺紅色，且半分鐘內不變色；經4次滴定，第三次實驗數據明顯偏離正常誤差范圍，其余3次平均消耗KMnO4溶液的體積為20.00mL，每次實驗消耗高錳酸鉀的物質的量是0.02L×0.2mol·Lˉ1=0.004mol， 根據根據MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O得關系式5Li2FeSiO4～～～～KMnO4，產品中Li2FeSiO4的質量分數為 。